【教程】Python科研数据可视化、MATLAB科研数据可视化

在过去的20年中，随着社会产生数据的大量增加，对数据的理解、解释与决策的需求也随之增加。而固定不变是人类本身，所以我们的大脑必须学会理解这些日益增加的数据信息。所谓“一图胜千言”，对于数量、规模与复杂性不断增加的数据，优秀的数据可视化也变得愈加重要。

近年来，Python编程语言受到越来越多科研人员的喜爱，在多个编程语言排行榜中持续夺冠。帮助广大科研人员更加系统地学习Python环境下的数据可视化方法，依托Python开发工具，旨在帮助学员掌握Python编程基础知识，以及Matplotlib、Seaborn、Bokeh、Pyecharts、Plotly、Altair、NetworkX、Basemap、Geoplotlib等常用可视化库的基本绘图及高级绘图技巧等内容。

采用“理论讲解+案例实战+动手实操+讨论互动”相结合的方式，通过大量的具体案例，抽丝剥茧、深入浅出分析Python数据可视化需要掌握的经验及技巧。

【教程】Python科研数据可视化 (qq.com)

目标：

1、掌握Python编程基础知识（环境搭建、基本语法、流程控制、Numpy&Pandas等常用的模块库等）

2、掌握Matplotlib基本图形（线形图、柱状图、饼图、气泡图、直方图、箱线图、散点图等）和高级图形（3D图、等高线图、棉棒图、哑铃图、漏斗图、树状图、华夫饼图等）的绘制方法和技巧（图形样式的美化、图形的布局等）

3、掌握Seaborn图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本图形的绘制、风格与颜色管理、多图绘制等）

4、掌握Bokeh图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本图形的绘制、数据类型与转换、视图属性等）

5、掌握Pyecharts图形绘制方法和技巧（下载与安装、Pyecharts基础知识、常用图形的绘制、组合图形的绘制等）

6、掌握Plotly图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本语法、基本图形绘制等）

7、掌握其它可视化模块库的使用方法和技巧（交互式可视化库Altair、复杂网络可视化库NetworkX、地图可视化库Basemap、地理空间数据可视化库Geoplotlib等）

8、通过实操培训掌握各种编程技巧

9、解决学员实际工作中的疑难问题

第一章

Python

编程基础

1、Python环境搭建（Python软件下载、安装与版本选择；PyCharm下载、安装；Python之Hello World；第三方模块的安装与使用；Python 2.x与Python 3.x对比）

2、Python基本语法（Python变量命名规则；Python基本数学运算；Python常用变量类型的定义与操作；Python程序注释）

3、Python流程控制（条件判断；for循环；while循环；break和continue关键字；嵌套循环与可变循环）

4、Numpy模块库（Numpy的安装；ndarray类型属性与数组的创建；数组索引与切片；Numpy常用函数简介与使用）

5、Pandas模块库（DataFrame数据结构、表格的变换、排序、拼接、融合、分组操作等）

6、图形的基本类型（类别比较、数据关系、数据分布、时间序列、局部整体、地理空间等）

第二章

Matplotlib

图形绘制

1、Matplotlib的安装

2、基本图形绘制（线形图、柱状图、饼图、气泡图、直方图、箱线图、散点图等）

3、图形样式的美化（颜色、线型、标记、字体等属性的修改）

4、图形的布局（多个子图绘制、规则与不规则布局绘制、向画布中任意位置添加坐标轴）

5、高级图形绘制（3D图、等高线图、棉棒图、哑铃图、漏斗图、树状图、华夫饼图等）

第三章

Seaborn图形绘制

1、Seaborn简介与安装

2、Seaborn基本图像的绘制（统计关系、分类数据、数据集分布等）

3、Seaborn风格与颜色管理

4、Seaborn多图的绘制

第四章

Bokeh

图形绘制

1、Bokeh简介与安装

2、Bokeh基本图形的绘制（散点图、气泡图、折线图、时间序列、柱状图、直方图、饼图、环图、旭日图、雷达图、箱线图、面积图、色块图、仪表盘、火柴图、关系图等）

3、数据类型与转换（列表List、字典Dict、Numpy数组、Pandas DataFrame、Bokeh ColumnDataSource等）

4、视图属性（主题、配色、属性、数据交互等）

第五章

Pyecharts图形绘制

1、Pyecahrts简介与安装

2、Pyecharts基础知识（快速绘制图表、认识图表类、配置项、渲染图表）

3、常用图表的绘制（折线图、饼图、圆环图、散点图、柱状图、漏斗图、桑基图等）

4、组合图表的绘制（并行多图、顺序多图、选项卡多图、时间线轮播多图等）

第六章

Plotly

图形绘制

1、Plotly简介与安装

2、Plotly绘图语法

3、Plotly基本图形绘制

第七章

其他可视化模块库简介

1、交互式可视化库Altair的安装与使用

2、复杂网络可视化库NetworkX的安装与使用

3、地图可视化库Basemap的安装与使用

4、地理空间数据可视化库Geoplotlib的安装与使用

 

第八章

讨论与答疑

1、建立微信群，便于后期的讨论与答疑

2、讨论与答疑，解答学员的实际问题

3. 相关学习资料分享与拷贝（图书推荐、在线课程推荐等）

【教程】MATLAB科研数据可视化 (qq.com)

 

互联网的飞速发展伴随着海量信息的产生，而海量信息的背后对应的则是海量数据。如何从这些海量数据中获取有价值的信息来供人们学习和工作使用，这就不得不用到大数据挖掘和分析技术。数据可视化分析作为大数据技术的核心一环，其重要性不言而喻。

MATLAB作为一种广泛使用的科学计算编程语言，是广大科研人员不可或缺的数据分析、挖掘和建模工具。依托MATLAB开发工具，旨在帮助学员掌握MATLAB基本绘图及高级绘图技巧、1D/2D/3D及高维数据的可视化方法、Gramm绘图工具箱的使用及导出符合科技论文出版要求的图片等内容。

特邀请郁磊（副教授），采用“理论讲解+案例实战+动手实操+讨论互动”相结合的方式，通过大量的具体案例，抽丝剥茧、深入浅出分析MATLAB数据可视化需要掌握的经验及技巧。

目标：

1、掌握MATLAB基础绘图及高级绘图方法和技巧

2、掌握MATLAB一维数据可视化方法和技巧（饼图、茎叶图、阶梯图、箱线图、微线图、堆叠折线图、日历热图、统计直方图、包络图等）

3、掌握MATLAB二维数据可视化方法和技巧（2D散点图、等高线图、地区分布图、地图等）

4、掌握MATLAB三维及高维数据可视化方法和技巧（3D散点图、切片图、平行坐标图、树图、安德鲁曲线图等）

5、掌握Gramm绘图工具箱的使用方法和技巧（下载与安装、案例演示与讲解等）

6、掌握MATLAB图像保存与导出方法和技巧

7、通过实操培训掌握各种编程技巧

8、解决学员实际工作中的疑难问题

第一章

MATLAB基本绘图

1. 计算机绘图的基本原理与思路

2. 基本绘图命令（plot、line、plotyy、plot3等）

3. 标注图形（title、text、gtext、legend等）

4. 设置坐标轴和网格线属性（axis、xlim、ylim、zlim、grid、box、xlabel、ylabel、zlabel等）

5. 子图绘制及多曲线绘制（subplot、hold on等）

6. 图形句柄系统（gca、set、get等）

7. 案例演示与讲解

第二章

MATLAB

一维数据可视化

1. 饼图（Pie charts）、茎叶图（Stem plots）、阶梯图（Stairs plots）

1. 箱线图（Box plots）、微线图（Sparklines）

1. 堆叠折线图（Stacked lines ）、日历热图（Calendar heatmap）

1. 统计直方图（Histogram）、包络图（Envelope）

1. 案例演示与讲解：时间序列分析去趋势（De-trend）、平滑滤波（Global smoothing）、频谱分析（Power spectrum）等

第三章

MATLAB

二维数据可视化

1. 2D散点图（2D scatter plots）

1. 等高线图（Contour plots）、地区分布图（ Choropleth maps）

第四章

MATLAB

三维数据可视化

1. 3D散点图（3D scatter plots）、切片图（Slice）

第五章

MATLAB

高维数据可视化

1. 平行坐标图（Parallel coordinate plots）、树图（Tree maps）

 

1. 安德鲁曲线（Andrews' curves）

第六章

MATLAB

Gramm工具箱讲解

1. Gramm工具箱简介
2. Gramm工具箱的下载与安装
3. Gramm工具箱案例演示与讲解

 

 

 

第七章

MATLAB

图像保存与导出

1. 利用Print函数保存图像
2. Edit→Copy Figure及File→Export Setup两种图像导出方法
3. 利用虚拟打印机及Adobe Acrobat Pro保存、编辑图像pdf文件

第八章

讨论与答疑

1、建立微信群，便于后期的讨论与答疑

2、讨论与答疑，解答学员的实际问题

3. 相关学习资料分享与拷贝（图书推荐、在线课程推荐等）